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序論：在您撰寫封裝工藝論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
一、國內外研究現狀分析
2006年，電子科技大學羅小蓉老師強調將教師的理論教學、實驗教學與學生的自主學習相結合的教學方式，以激發學生的學習興趣，培養動手能力，提高教學效果。電子科技大學中山學院陳卉2016年提出“微電子器件”實驗教學改革與探索。2012年，哈爾濱工業大學王蔚提出從課堂教學與實踐教學整合角度出發，將“微電子工藝”課程的教學模式、內容、教材等將課堂、實驗、實習3種不同教學形式作為一個課程模塊穿插講授，理論與實踐彼此相互促進，編寫教材，進行初步實施及評價，獲得學生和微電子課程群其他課程主講教師的肯定，評教結果為“A+”。2010年，華南理工大學廖榮提出微電子工藝實習教學改革探索。加快發展我國微電子產業成為刻不容緩的大事。高校必須為民族微電子產業做出貢獻，讓學生在校期間熟悉雙極型和MOS集成電路的制造工藝流程，了解集成電路的新工藝和新技術，為學生畢業后從事相關專業打下堅實基礎。
二、具體實施方案
1.課堂理論教學及學生學習效果實施標準建設。根據“微電子工藝學”知識點較多且抽象、工藝流程復雜等特點，教師在課堂教學中要重視與學生的互動，強調學生的自主學習能力培養，將講解為主體改變為講解——學習雙主體。方法如下：首先，精簡講授時間，增加課堂討論環節，給出課堂討論結果的評價標準。對于“微電子工藝學”難度較大、實踐性較強的專業核心課，學生獨立思考尤其重要。增加課堂討論環節是讓學生獨立思考的最好方法，但會減少理論課的時間，需要建立以下實施方案：①每堂課都要仔細設計該課主題，明確重難點，精簡講授時間；②合理設計和安排思考題和討論題的內容以及實施方法；③合理設計和安排討論效果的評價標準，激發學生學習積極性。其次，增加教學專題的seminar，采用案例教學方法，使學生不僅能理解基本理論，同時能結合應用，學會基本、常用的微電子器件工藝制造方法。2.習題試題庫建設及理論考核標準。課堂練習題和思考題題庫建設。根據該門課的特點，合理設計和安排本課主題下的思考題和練習題，使課堂教學有條不紊地進行。調動學生積極性，循序漸進地接受知識，提出問題、分析問題。目前，我校沒有完善的“微電子工藝學”考試試題庫。本項目擬根據國內外研究成果，結合我校實際和教學大綱編寫試題庫，使具有不同題型、不重復題目的試卷達10套以上。具體理論考核標準：測試項目一：課堂表現考核、考核內容、課堂表現情況；考核形式：以第一次形成性考核的條件及學生在課堂的表現為基礎進行，主要內容為課堂回答問題、專題討論、口試等?？己藭r期：課程結束為周期。測試項目二：作業考核，包括平時作業考核和登錄網絡教學平臺進行學習的考核兩部分；登錄網絡教學平臺進行學習的考核。測試項目三：課堂卷面考核內容：課程大綱要求掌握的內容；考核形式：抽取題庫中的試題進行卷面考試；考核時期：課程教學的最后兩節課。3.實踐教學實施標準與實驗教學改革。本項目擬對實驗教學內容進行改革，制定實施和測試標準。進一步調整實驗課程方案，安排一次對新工藝和新技術的調查研究和一周的器件工藝流程仿真的課程設計。根據實驗課程設置目標，編制“微電子工藝學課程設計指導書”，制定具體的實施方案和評價方案。擬設置的工藝設計的具體內容：利用器件仿真軟件Medici和工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT新結構的器件和工藝仿真設計，以匯報、答辯且最終以論文的形式提交。實驗目的：學會利用模擬工具觀察新結構的基本特性；通過實驗設計掌握器件的工藝流程；在設計過程中體會設計器件結構的各個參數的折中關系和流程的煩瑣性，初步建立工藝設計的思維。實踐教學內容需要在教學的實際工作中不斷更新，根據學生情況增減內容和調整教學大綱。實驗教學測試標準：測試項目一：集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告?？己藘热荩簩呻娐返男鹿に嚭托录夹g前沿的調研。考核形式：按時提交集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告，字數不少于2000字?？己藭r期：課程結束2周內完成。測試項目二：工藝仿真設計和小論文撰寫考核內容：結合工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT系列新結構的設計論文?？己诵问剑阂詧蟾嫘问酱疝q，最終提交LDMOS和IGBT新結構的設計論文，字數不少于2000字?？己藭r期：課程結束1周內完成。4.專業見習。學生一方面可以利用學校學院籌建中的實驗平成工藝相關實驗，如微電子工藝實驗室。主要功能是使學生初步掌握微電子器件的工作原理、工藝參數的控制方法。器件特性參數的測試分析方法、信息功能材料的制備和結構性能測試方法。內容涵蓋CMOS工藝，半導體材料和器件制備工藝、LTCC材料制備和封裝工藝、多芯片組件技術，MEMS傳感技術及微系統構建工藝等，如微系統封裝與測試實驗室。該實驗平臺功能用于微系統封裝與測試。實驗內容包括各種可用于微系統封裝的基板材料及其封裝技術研究，系統級封裝三維復雜結構的電磁場、熱場分析建模、電特性、熱特性快速仿真、復雜混合信號完整性分析、電磁兼容、熱效應問題的認識和優化處理，封裝工藝、可靠性與測試技術研究。集成電路設計實驗室：集成電路（IntegratedCircuit，IC）通過一系列特定加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件按照一定電路互連集成在一塊半導體單晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個外殼內，用以執行特定電路或系統功能的電子器件。該實驗室平臺主要用于集成電路設計。5.完善網絡教學平臺建設。充分利用學校已有的網絡資源，在網絡教學平臺上完成課程創建和內容填充、作業功能、互動功能、閱讀資源等內容；學生可以在課下參加討論與交流、提交與查閱作業，還可以進行一對一的答疑解惑等。本文結合微電子工藝學的理論教學、實驗教學與學生的自主學習，從課堂設計、課程考核標準、題庫建設、實驗環境建設、見習實習和網絡平臺建設等多方面進行課程設計。具體來說：①在課堂理論教學中，參考借鑒國內外著名高校的實施方法，制定學生課堂表現的考核標準，給出如增加課堂討論、專題seminar、學生項目PPT展示的環節的具體實施建議，增加學生的參與度和學習熱情；②期末考核中，參考借鑒國內外著名高校的教學大綱和教學重點，編寫一套能極大指導學生學習的試題庫和習題庫，打下堅實的理論基礎；③根據微電子行業的發展和我校實際，建立一整套合理的實驗內容和實驗體系，使學生在有限的時間內掌握微電子工藝學的核心技術和方法；④利用仿真軟件模擬實際工藝流程，完成CMOS以及BCD工藝設計；⑤利用網絡教學平臺以幫助學生鞏固已學知識，解決難題，實現師生互動，讓電子科學與技術專業的學生通過這門重要專業課學習，在掌握微電子基本理論和技術的基礎上具備自主學習，獨立研究，勇于創新的能力，成為有一技之長的當代微電人。
作者:吳麗娟 宋月 張銀艷 雷冰 唐俊龍 謝海情 劉斯 單位:長沙理工大學
參考文獻：
[1]羅小蓉，張波，李肇基.《微電子工藝》的理論教學與學生實踐能力培養[J].實驗科學與技術，2007.05
[2]陳卉，文毅，張華斌，胡云峰.“微電子器件”實驗教學改革與探索[J].高等學刊，2016.01
[3]王蔚，田麗，付強.微電子工藝課/實驗/生產實習的整合研究[J].中國現代教育裝備，2012
[4]廖榮，劉玉榮.微電子工藝實習教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2010.08
[5]高云，楊維明，葉蔥.微電子器件與工藝模擬實驗講義[D].湖北大學物理與電子技術學院，2015
關鍵詞：電子封裝,SiCp/Al,澆鑄滲透
1. 前言
SiC顆粒增強鋁基復合材料因其具有廣泛的、潛在的應用價值，是在目前非連續增強金屬基復合材料中研究較多，較為成熟的復合材料。SiC顆粒增強鋁基復合材料具有高比強度和比剛度、耐磨、耐疲勞、低熱膨脹系數、低密度、高熱導性、良好的尺寸穩定性和高微屈服強度等優異的力學和物理性能，被應用到汽車、航天、軍事、電子和其他工業領域。從二十世紀八十年代初，世界各國開始競相研究開發這種新型高性能材料。SiC顆粒增強鋁基復合材料正受到越來越廣泛的重視。
2. SiCp/Al復合材料在電子封裝中的應用
隨著電子裝備的日益小型化、多功能化，LSI、VLSI不但集成度越來越高，而且基板上各類IC芯片的組裝數及組裝密度也越來越高(如MCM),也就是說，功率密度(輸出功率／單位體積)越來越大。20世紀80年代末的功率密度為2．5W/cm 3 （40 W／in 3 )，而90年代己達6W／cm 3 (100 W／in 3 )以上。如何將產生的大量熱量散發出去，這是電子裝備在一定環境溫度條件下能長期正常工作的保證，也是對電子裝備的可靠性要求。在這類功率電路的電參數設計、結構設計及熱設計三部分中，熱設計顯得更為重要。因為熱耗散的好壞直接影響著電子裝備的電性能和結構性能，甚至可引起重要電件能失效和結構的破壞。據統計，在電子產品失效中，由熱引起的失效所占比重最大，為55％。由此可見，解決好熱耗散是功率微電子封裝的關鍵。
為從根本上改進產品的性能，全力研究和開發具有高熱導及良好綜合性能的新型封裝材料顯得尤為重要。熱膨脹系數（CTE），導熱系數(TC)和密度是發展現代電子封裝材料所必須考慮的三大基本要素，只有能夠充分兼顧這三項要求，并具有合理的封裝工藝性能的材料才能適應電子封裝技術發展趨勢的要求。而SiC顆粒增強鋁基復合材料則恰恰是既具有鋁基體優良的導熱性又可在相當廣的范圍內與多種材料的CTE相匹配的復合材料。 [1 ～ 2]
對表1中列出的芯片材料 Si、GaAs 以及各種封裝材料的性能指標進行對比，不難看出，傳統的材料如Al、Cu、Invar合金、Kovar 合金、W/Cu 合金、Mo/Cu 合金等 ,不能滿足先進電子封裝應用中低膨脹、高導熱、低成本的嚴格要求。而Al 2 O 3 和BeO材料是廣為使用的電子封裝材料，但由于綜合性能、環保、成本等因素，已難以滿足功率微電子封裝的要求。SiC顆粒增強鋁基復合材料具有與Si、GaAs相匹配的熱膨脹系數(CTE)以及強度高、重量輕、工藝實施性好、成本較低等特點。
因此，既具有優良的物理、機械性能，又具有容易加工、工藝簡單、成本低廉、適應環保要求的新型微電子封裝材料——SiC顆粒增強鋁基復合材料——已能全面滿足高密度電子封裝技術的要求，成為最具有發展前景金屬基復合材料。
表1 常用封裝材料性能指標 [3]
材料 熱膨脹系數 （10-6/K） 熱導率 （W/(m*K）) 密度 (g/cm3) Si 4.1 150 2.3 GaAs 5.8 39 5.3 Al2O3 6.5 20 3.9 BeO 6.7 250 2.9 AlN 4.5 250 2.9 Al 23 230 2.7 Cu 17 400 8.9 Steel（4140） 13.5 50 7.8 Mo 5.0 140 10.2 W 4.45 168 19.3 Kovar 5.9 17 8.3 Invar 1.6 10
論文關鍵詞：低溫低噪聲放大器(LNA)，Ku波段，隔離器，噪聲系數
1、引言
在微波通訊系統中，接收機噪聲特性的優劣是決定系統接收靈敏度的重要因素，而接收前端的低噪聲放大器（LNA）是影響接收系統噪聲指標的關鍵部件，其噪聲特性將直接影響系統整體的噪聲水平[1]。低溫下工作的Ku波段放大器具有極低的噪聲特性，在微波通信、衛星通信、天文觀測等領域中都具有非常重要的應用。當前Ku低溫低噪聲放大器的研究工作只有少量報道，性能尚不能達到實際使用的要求。
本文設計并制作了一個Ku波段低溫低噪聲放大器隔離器，旨在與高溫超導濾波器級聯，使用在高溫超導濾波子系統之中[2]。該LNA采用插指電容新結構，使用ADS軟件仿真優化性能，并通過優化的封裝工藝制備了LNA樣品站。在77K溫度下測試結果表明，噪聲系數小于2dB，增益約10dB，反射系數小于20dB。該LNA已與Ku波段超導濾波器成功級聯。
2、低溫低噪聲放大器的仿真設計
2.1 器件選擇
Ku波段LNA要求選用具有低噪聲特性的晶體管，而高電子遷移率場效應管(HEMT)是新型的具有低噪聲優點的一類晶體管，符合設計要求。通過晶體管性能分析并綜合設計需要，選取了NEC公司的某一HEMT產品，其理論常溫噪聲系數高至18GHz只有0.75dB。
低損耗的PCB基板是研制Ku波段LNA的另一重要材料。本工作選用Rogers公司的高頻PCB板，在高頻段具有低插損特性，微波性能良好。
2.2 反射系數的設計
LNA設計中都需要考慮對反射系數S(1,1)和S(2,2)的設計隔離器，一般需要優化至-15dB以下，而最優化S(1,1)、S(2,2)的目標與最小化噪聲和最大化增益往往是矛盾的，這給LNA的設計工作帶來了很大的不便和困難。Isaac Lopez-Fernandez 在他的工作中使用了放大器設計中可以不考慮其反射性能，而使用隔離器來完善的方法[3]，同時還給出了隔離器附加噪聲溫度的計算公式：
其中隔離器的物理溫度，是放大器的等效噪聲溫度，是隔離器可達到的增益。根據這個公式計算可以知道，對于一般的LNA和隔離器，77K低溫下隔離器附加噪聲溫度不超過20%，相對于直接在設計中優化反射的辦法，隔離器的附加噪聲更小，同時可以大大簡化設計過程。因此本工作反射系數不再進行最優化設計，而采用級聯隔離器的方法改善器件之間的匹配站。
2.3 穩定性設計
為了保證LNA的可靠工作隔離器，需要保證其全頻段無條件穩定，或至少要保證工作頻段附近絕對穩定。LNA的穩定性判據為[4]：
和
其中：，
在ADS中，有其自身設計的穩定系數Mu，只要Mu>1就實現了絕對穩定。在ADS中對我們選用的HEMT晶體管進行仿真，圖1給出了其全頻帶Mu值，可以發現其全頻帶Mu>1，也就是全頻帶絕對穩定，因此在設計過程中不會存在陷入潛在不穩的問題。同時因為我們在輸入輸出端都采用了隔離器設計，可以進一步優化反射，保證了LNA的穩定工作。
圖1 LNA穩定性系數
關鍵詞:大功率白光LED;封裝工藝可靠性;光斑;光通量
中圖分類號:TN312+.8文獻標識碼:C
Reasearch on Encapsulation Technology Reliability of
High Power White-Light LED
(Ledman Optoelectronic Co., Shenzhen 518108, China)
Abstract: The package prospects and the main function of high power white-light LED are introduced firstly in this paper. And then, the key technology of high power white-light LED package is explained, which including fluorescent coating packaging technology, selecting the sealed silicone, packaging of large-size chip, reliability testing and evaluation. also some detailed researches on meliorating the light spot and improving luminous have been done.
Keywords: High Power White-Light LED; Encapsulation Reliability Technology; light spot; luminous
前 言
全世界已越來越重視節能省電的問題,而LED照明又被視為是下個10年頗受關注的應用,LED要走入普通照明仍有許多問題要克服,主要是由于發光效率太低､成本太高等兩大限制,然而此兩大限制卻皆與大功率白光LED封裝技術的發展息息相關｡LED封裝的功能主要包括:(1)機械保護,以提高可靠性;(2)加強散熱,以降低晶片結溫,提高LED性能;(3)光學控制,提高出光效率,優化光束分布;(4)供電管理,包括交流/直流轉變,以及電源控制等｡為提高大功率LED封裝技術的可靠性,究竟可以從哪些方面去努力呢?
1 大功率白光LED封裝關鍵技術
剖析LED封裝所需的每一道制程可知,大功率白光LED封裝技術可細分成:(1)支架的設計(包括取光與散熱);(2)晶片的選擇與排列方式;(3)固晶方式;(4)金線線形與粗細;(5)熒光粉種類與涂布結構;(6)Silicone Lens的曲率與折射率｡此六項制程皆對LED的散熱性能(熱阻值)､光通量(流明)､發光效率､相對色溫(CCT)､光色的均勻性､壽命等特性深具影響,因此每一環節皆不可輕忽｡下面將針對熒光粉涂層結構､封裝膠體､大尺寸晶片封裝作一些研究,并逐一說明其對LED特性影響的關系｡
具體從大功率白光LED封裝以下幾個關鍵技術做如下研究和說明:
1.1 熒光膠封裝工藝
熒光粉的作用在于光色復合,形成白光｡研究表明隨著溫度上升,熒光粉量子效率降低,出光減少,輻射波長也會發生變化從而引起白光LED色溫､色度的變化｡較高的溫度還會加速熒光粉的老化,原因在于熒光粉涂層是由硅膠與熒光粉調配而成,散熱性能較差,當受到紫光或紫外光的輻射時,易發生溫度碎滅和老化,使發光效率降低｡此外,高溫下熒光膠的熱穩定性也存在問題｡
1.1.1 光斑改善問題
傳統的熒光粉涂敷方式是將熒光粉與硅膠混合然后點涂在晶片上｡根據白光的發光原理可以知道,如果熒光粉加入的量太多就會造成發出的光偏黃,加入的量太少就會使得發出的光偏藍｡現選用相對應波段的黃色熒光粉和硅膠,根據熒光粉的發光效率合理配制熒光膠,做出的白光其色坐標是在x=0.333,y=0.333附近,但是封裝出的成品光斑是一片藍,一片白,四周黃｡這是因為熒光粉被藍光激發的不均勻,也就是說熒光粉的細小顆粒沒有被藍色的光完全激發｡分析具體的原因可能是熒光粉的涂敷厚度和形狀未控制好,晶片各個發光面的熒光粉敷蓋厚度不均或熒光粉沉淀導致出射光色彩不一致,出現局部光偏藍或者偏黃｡
為了解決光斑不均勻問題,根據兩層透鏡的光輻射圖樣,凸透鏡的角度與外封膠形成的透鏡角度是相近的,于是我們選取熒光粉在支架面上形成的凸透鏡,即熒光膠點凸杯,這樣光斑有一定的改善,但效果仍然不是很理想｡
于是引入了擴散劑用以增強藍光激發熒光粉的效率,增強熒光粉的發光效率｡通過實驗,發現擴散劑的確對光斑有了改善,使得發出的光斑均勻一致,但是對LED進行測試的時候,發現其亮度不能達到預期的效果｡
1.1.2光通量提高問題
在烘烤的過程中,不同溫度和時間對熒光膠的沉淀有不同的影響,使得熒光粉溶液的濃度分布均勻度有偏差,最后造成白光LED的色溫分布不均,使得白光LED的亮度和光斑都不能達到預期效果｡那如何改善熒光粉的沉淀,這是新一步研究的問題｡從三個方面去改善:
(1) 通過生產工藝改善｡即生產過程中,在很短時間里將熒光膠均勻攪拌并脫泡,加快點熒光粉的速度,點好熒光粉的半成品很快進入烘烤,同時依據硅膠特性選定最合適的烘烤溫度和時間｡
(2) 加入一種新的物質,使得熒光粉在高溫下也能保持很好的均勻混合狀態｡于是導入了化工里面的一種可以同時吸附有機物和無機物的表面活性劑,在溫度和濕度以及熒光粉溶液都相同的條件下,將其中一瓶加入表面活性劑,并做好標號,將兩瓶溶液都攪拌相同的時間至均勻｡將其分別排入晶片上,分時間間隔進行色溫測試,通過實驗我們得到了如圖1所示色溫變化圖:
70min后加入表面活性劑的溶液比不加活性劑的溶液中熒光粉的沉淀率降低將近14%｡
(3)采用倒裝晶片,將熒光粉混合溶液直接涂抹在晶片上｡所用到的溶液膠體不再是硅膠,因為硅膠的流動性較強,如果用傳統的硅膠來混合熒光粉,熒光粉溶液就會從晶片表面溢出,所以這里選擇可以自動成型的UV膠,將UV膠與普通熒光粉按照一定的比例進行均勻混合調配,將調配好的原料加入點膠機針筒對大功率發光二極管晶片進行點膠涂布,將涂布完成的晶片用紫外燈照射進行固化,完成固化工藝過程｡UV膠固化后對光線無遮擋,透光性極強,紫外光固膠,固化速度快,產能高,同時流明值提高近10%｡
1.2 封膠膠體的研究
在LED使用過程中,電子和空穴復合產生的光子在向外發射時產生的損失,主要包括三個方面:晶片內部結構缺陷以及材料的吸收;光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失;由于入射角大于全反射臨界角而引起的全反射損失｡
根據折射定律,光線從光密介質入射到光疏介質時,當入射角達到一定值,即大于等于臨界角時,會發生全發射｡能射出的光只有入射角小于臨界角所圍成空間立體角內的光,因此其有源層產生的光只有小部分被取出,大部分易在內部經多次反射而被吸收,易發生全反射導致過多光損失｡為了提高LED產品封裝的取光效率,必須提高外封膠的折射率,以提高產品的臨界角,從而提高產品的封裝發光效率｡同時,封裝材料對光線的吸收要小｡為了提高出射光的比例,封裝的外形采取模塑(molding)半球形,這樣,減少了出射界面由于折射率差引起的反射損失,而且光線從封裝材料射向空氣時,幾乎是垂直射到界面,因而不再產生全反射｡
對大功率白光LED 模塑進行灌膠,選取透光率､折射率､耐熱性較好的雙組份有機硅膠,這種封膠材料不會因為溫度的劇變所產生的內應力使金線與引線框架斷開,并且全硅膠形成的"透鏡"不會黃變｡
1.3 大尺寸晶片封裝
目前,在大功率白光LED中,要在照明領域中普及,取代白熾燈,必須提高總的光通量或者說可以利用的光通量｡光通量的增加可以通過提高集成度,加大電流密度､使用大尺寸晶片等措施來實現｡雖然大型LED晶片可以獲得大光束,不過加大晶片面積會導致晶片內發光層的電界不均等,發光部位受到局限､晶片內部產生的光線放射到外部過程會嚴重衰減｡同廠商60mil和45mil晶片,其它封裝物料相同,初始光通量60mil晶片比45mil晶片高了5個流明,但1,000h老化衰減大了10%,其成品老化光通量衰減對比如圖2所示:
目前大尺寸晶片封裝的散熱,抗衰減等技術問題仍有待進一步研究｡
1.4 封裝可靠性測試與評估
LED器件的失效模式主要包括電失效,如短路或斷路､光失效,如高溫導致的灌封膠黃化､光學性能劣化等;機械失效,如引線斷裂,脫焊等｡而這些因素都與封裝結構和工藝有關｡對于主要用于照明用途的大功率LED,其使用壽命一般指LED輸出光通量衰減為初始的70%的使用時間,壽命測試通常采取加速環境實驗的方法進行可靠性測試與評估,對LED壽命的預測機理和方法的研究仍是有待研究的難題｡
2 結束語
環保議題日益突出,各國政府持續推動節能政策,LED照明市場前景很是樂觀｡大功率白光LED封裝是一個涉及到光學､熱學､機械､電學､力學､材料､半導體等多學科的研究課題｡為了提升LED封裝技術的可靠性,須著重LED封裝技術的每一環節,從某種角度而言,LED封裝不僅是一門制造技術,而且也是一門基礎科學｡良好的封裝需要對熱學､光學､材料和工藝力學等物理本質的理解和應用｡在封裝過程中,雖然散熱基板,熒光粉,灌封膠等材料選擇很重要,但封裝結構,如熱學界面,光學界面及封裝方式對LED光效和可靠性影響也很大｡大功率白光LED封裝需要不斷的引入新材料,新工藝,新思路來提高其可靠性及在照明領域中的地位｡
雷曼光電愿與各界同仁一起致力于大功率LED的研發,為LED光電事業做出貢獻｡
參考文獻
[1] 彭萬華.國內超高亮與白光LED產業解析[N].中國電子報,2004-03-19.
[2] 王耀明,王德苗,蘇達.大功率LED的散熱封裝[J].江南大學學報,2009.
[3] 陳明詳,羅小兵,馬澤濤.大功率白光LED封裝設計與研究進展[J].液晶與顯示,2006,27(6):653-658.
[4] 余心梅.功率型發光二極管涂層技術的研究[D].成都:電子科技大學碩士論文,2007.
[5] Narendran N.Improved performance of white LED [J].Proc. SPIE,2005,5941:1-6.
[6] 劉麗,吳慶,黃先,等.白光LED熒光粉涂敷工藝及發光性質[J].發光學報,2007.
關鍵詞：工藝；自控儀表；電氣；安裝
分類號：TU758.7
計算機、網絡信息化發展提升了各個領域經濟效益，而在集成化、智能化、數字化等方面自控儀表工藝取得前所未有的發展。自控儀表安裝施工程序如下：對施工圖與技術資料進行了解、給予土建預留預埋作業配合、調校儀表單體、鋪設電纜管路、安裝電纜橋架、安裝控制箱盤、鋪設線纜、鋪設導壓管、安裝自控儀表等。
一 、自控儀表安裝工藝
1. 調校儀表單體
儀表到貨后，應核對、檢查設備與裝箱清單上數量、規格、型號是否相符。安裝儀表前，根據說明書要求，合格校驗單體后進行儀表安裝。以出廠使用說明書為依據開展校驗試驗，選用標準儀器的量程、精確度，試驗所用電源、氣標準，連接線路、管路的原理等均需達到標準。試驗工作人員應對試驗方法、試驗項目等內容明確。調校試驗的情況應真實反映在調校試驗記錄中，調試儀表后，應出具試驗報告。按照設備本體與工藝系統圖，將調校合格的儀表清楚標志、完好封裝，以備安裝。
2.鋪設電纜管路
電氣保護管的管口應無銳邊、光滑，內部應無毛刺、清潔，外部應無裂紋及變形。鋪設路徑應按照控制點或測量點至控制盤間的電氣電纜、管道、設備的分布情況合理進行選擇。應按照電纜的安裝位置、型號、規格等來確定保護管的支架位置、鋪設位置、材質以及管徑。保護管彎曲位置不應有裂縫或凹坑，其彎曲半徑應超過管外徑的六倍，彎曲角度應小于90度。
3.安裝電纜橋架
根據現場實際情況，按照各系統儀表設計更改圖或施工圖，應預先規劃電纜橋架路徑，以防止管道、工藝設備等發生沖突。測量路徑，按施工設計安裝高度以及美觀整齊、橫平豎直、固定牢固等原則制作并安裝吊架、托臂、支架。電纜橋架的組對應按分段的原則，平直連接，分段吊裝定位，橋架之間應由跨接保護接地，同時連接接地網。
4.安裝導壓管
選擇管子及附件材料時，應與設計標準相符，為便于檢查及清理管線，附件及管子的連接應方便拆裝。應以1：10至1：15的比例確保儀表管路坡度。并確保傾斜處氣體凝結水的排出。安裝管子時，還需對管道沉降物、冷凝水的排放進行考慮。為避免測量精度受管內液體溫度變化的影響，其它高溫管路應與測量液位管路保持一定距離。測量液位管路。應將排氣閥安設于液體管路中；將集水器或排水閥安裝于管路最低處，以便含濕氣體的排出。全面檢查安裝完成的導壓管系統，如：可拆連接的嚴密性、管道及支架的可靠性與安全性、設置排放口的正確性等等。安裝完畢后，可開展管道系統試壓，此時應將靠近壓力變送器的閥門關閉。試壓完畢后，拆開儀表管路2端閥門接頭，儀表管路內部的吹掃采用壓縮空氣，同時對儀表管的連接進行確認與檢查。
5.安裝自控儀表
（1）安裝壓力表
以盤上安裝為例進行介紹，在表孔內緩慢裝入壓力表，找正后固定，在接頭中放入墊圈，擰緊接頭，注意壓力表與導壓管的連接。
（2）安裝變送器
用SC50鍍鋅鋼管制作差壓變送器與壓力變送器的支架，并將鋼管固定于就近位置，之后再鋼管上安裝差壓變送器與壓力變送器。為便于維護時將外殼揭開、或調零，變送器頂部與調零側須留有一定距離。須將三閥組接于差壓變送器前面，而二次閥門須接在壓力變送器前面。變送器上絲扣螺紋須匹配于與變送器相連接的螺紋。在安裝差壓變送器時，應先對安裝位置進行查找，之后將變送器的支架固定在該位置上，于支架上固定變送器。將毛細管放開，對好法蘭，先將2根螺栓穿上，再將另外的螺栓穿好、擰緊。為使變送器在具有粉塵或腐蝕性氣體的環境中得到保護，還必須試壓、沖洗、吹掃取壓管，之后連接差壓變送器與壓力變送器。變送器的安。
（3）安裝流量儀
在無交直流電場干擾或強烈振動的地方，按照說明書要求控制前后4段的長度。施工工藝管道時，應將變送器發盤置于安裝處，找正、找平后將法蘭盤點焊住，待冷卻，將變送器安裝好。值得注意的是，安裝在立管上時，為使被測介質流進變送器，應遵循垂直的原則。水平安裝電磁流量變送器時，應墊穩變送器，使2電極處于同一水平面。如果工藝管道與變送器電接觸不良，連接須采用金屬導線。安裝變送器時，應將無襯里的金屬管道接于有絕緣襯里的工藝管道之間。為確保法蘭與接地環良好接觸，被測介質與環內邊緣發生接觸，變送器內徑應較接地環內徑略大。變送器流向應一致于被測介質流向。當管道試壓吹掃結束后，可先行拆下變送器，清洗后再裝上。
（4）安裝轉子流量
按照垂直安裝原則安裝轉子流量計，且用支架固定轉子流量計前后管段。如果玻璃管轉子流量計對介質進行測量時具有腐蝕性或溫度超過70攝氏度的情況下，應考慮加裝防護罩。
（5）安裝分析儀表與盤上儀表
分析儀表的安裝必須滿足避免服飾氣體、劇烈的溫度變化、防止高溫、無強磁場干擾、無振動、易于維護操作、干燥、可靠安全、光線充足等安裝條件。單獨安裝預處理裝置的同時，應盡量縮短取樣管線，并盡可能與傳送器貼近。安裝盤上儀表時，應注意其邊緣光滑度，抽出、推進儀表時避免過于松或過于緊。儀表安裝在盤內框架上應方便維護和接線，并且接地良好。須清楚、正確盤上儀表的銘牌、標志牌等。
二、處置施工中常見問題
常見問題與處置方法如下：①未正確顯示差壓、壓力，這是由于變送器選型與安裝位置出現差錯。處置方法：當變送器取壓點較變送器安裝位置低時，進行正遷移；變送器安裝位置低于變送器取壓點時，進行負遷移。②測壓、測溫不標準，這是由于施工未嚴格按照圖紙要求和規范進行，插入的溫度計過淺、或者過于深所致。處置方法：在安裝測壓、測溫部件之前，測壓位置應嚴格按照儀表規范來確定，以管道的50%為基準判定溫度計插入深度，建議測壓位置遠離三通、彎頭、以及閥門處。③測定流量缺乏穩定性，在連接差壓變送器與取壓管時，噴嘴或孔板方向上反，正負錯位所致。處置方法：在連接差壓送變器與取壓管時，應對其正負進行核對、確認后在進行操作。在安裝噴嘴或孔板時，必須在對噴嘴或孔板安裝方向與關內流向進行確定后進行操作。④二次儀表未顯示，連接端子與線頭時，端子被絕緣層壓住，造成閉合回路不通。處置方法：在結束線纜施工后，絕緣測試線纜，并校對標號線纜，端子中插入線纜頭時應防止端子被絕緣層壓住，且插入深度適宜。⑤管內堵塞，施工前未清理干凈取壓管內部。處置方法：進行施工前，應預先用空壓機吹掃取壓管，待清理干凈后，再進行安裝。⑥氣動、電動薄膜調節閥閉、開不到位，出現閉、開超過極限，或者管內滲漏，頂壞閥體、閥桿或者閥芯。處置方法：對行程開關進行合理的調整。
三、結束語
自控儀表工藝及施工中逐漸運用了集成化、智能化、數字化技術，本文對自控儀表的安裝工藝與施工種常見問題進行總結，并針對其問題進行處理。特別在安裝自控儀表一節中，詳細地介紹了壓力表、變送器、流量儀、電子流量、分析儀表與盤上儀表等步驟，最后提出針對性措施。
參考文獻
[1]禹揚，余國平，朱雀，文鵬. 石油化工裝置中自控儀表工程施工流程的質量控制 [期刊論文].電源技術與應用，2012（9）.
本文以微電子專業人才培養為例，針對我校微電子專業教學資源庫的建設，從微電子的需要來說明其重要性，通過與企業聯合分析職業崗位的工作內容、工作崗位、工作職業技能來合理開設學校的相關課程，來培養專業性技術人才的學生[1]。
現狀與背景分析
國家的需求。微電子技術都是高科技、高風險、高投入、高利潤的行業，而且是一個國家、地區科技、經濟實力的反映，美國就是以集成電路設計、制造為核心的地區，讓美國擁有了世界上一流的計算機和IT核心技術，為此，中國于1998年下發了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》的18號文件，大力支持、鼓勵我國微電子產業發展。
企業的需求。從2005年8月的西永微電子園的建立，北大方正FPC等十大項目的建設，200億資金的投入。到2015年4月8號，東方重慶8.5代新型半導體顯示器件及系統項目，在重慶兩江新區水土工業開發區舉行產品投產暨客戶交付活動。該項目總投資328億，為重慶近年來最大投資項目。如此浩大的產業發展，必將大量需求各階層微電子技術人才[2]。
高職學院自身的需求。近幾年，高職教育在改革和發展中取得許多可喜的成果。但是專業不對口，學生興趣缺乏，企業抱怨人才不足，應屆畢業生的實踐技能不夠等相關問題也成為我們教學的薄弱環節?；诼殬I崗位來分析，才能真正讓學生畢業更快的適應工作環境，解決專業不對口問題。
高職學生的需求。高職學生都期望通過學校專業課程學習，找到一份合適的工作。學生也在思考如何將專業知識轉化成專業能力，如何消化書本內容。學生期望能學習在以后的工作崗位更實用的課程內容。因此基于職業崗位分析構建微電子專業課程，能更好的教學，讓學生明確的學習提升自己的能力，同時幫助學生就業，解決專業不對口等問題。
研究內容、目標、要解決的教學問題
研究內容和目標。通過往屆畢業學生的就業情況分析對應的崗位，找出專業不對口，或者就業工作不影響的主要問題。通過修改課程教學模式，提高學生興趣，激發主觀能動性。通過調研會邀請重慶44所，24所，西南集成設計有限公司等從事微電子行業的公司，分析高職學生通過學生什么課程能快速適應崗位，達到合理構建微電子課程來使高職學生具有對應的崗位能力，從而有效地培養微電子人才[3]。
要解決的教學問題。激發學生對課程的興趣，提升主觀能動性；學生不僅掌握對應崗位的理論知識，也要有熟練對應崗位的實際動手能力；調研企業崗位，分析微電子集成電路設計課程的建設；調研全國高職微電子課程開設，合理調整集成電路設計課程。
采取的分析方法
文獻研究法：利用網絡、報刊等媒介，搜集與課堂教學模式相關的專著、論文等文獻資料，掌握課堂教學模式研究，掌握相關理論知識和國內外對課堂教學模式研究現狀。
企業調研法：派成員組去江蘇，上海，成都等微電子發達區域了解微電子產業發展對應的崗位需求。在我校組織的微電子行業專家職業分析研討會，邀請重慶24所、44所、西南集成有限公司、鷹谷光電等行業專家從微電子高職學生崗位需要來分析，構建微電子專業課程建設[4]。
實驗教學法：用微課進行微電子專業課程的建設，利用我校作為西南地區唯一的仿生產工藝線，以及封裝測試線，配套生動形象來表達上課內容?！靶Ｆ蠛献?，工學結合”，讓學生直接企業頂崗實習，驗證微電子專業課程建設對應崗位的合理性，優化調整。通過微電子相關的職業技能大賽嵌入式比賽等等提升學生興趣，對應的課程建設學習。
微電子專業課程建設
本校通過與微電子多個企業聯合分析，將微電子專業課程分成集成電路制造、集成電路設計、集成電路封裝、集成電路測試、半導體行業設備維護、半導體安全生產管理等相關方向，然后轉為為A、B、C三類課程，由最基礎的理論知識，如計算機使用，英語閱讀，電路分析，工具使用到專業性技能的操作和綜合職業技能的培養。
A類課程轉換分析表提供的職業需求信息為基礎，并依據課程的需要可補充相關理論知識信息，使課程具有理論知識的相對系統性和完整性。如分半導體器件物理，半導體集成電路，工程制圖，電子材料，SMT工藝等基礎課程。
B類課程的目的是培養基本技能?？梢酝ㄟ^集成電路版圖設計實訓，集成電路生產工藝實訓，集成電路封裝工藝實訓，集成電路測試實訓，自動化生產線安裝與調試實訓等課程培養學生的基本技能。
C類課程的目的是培養綜合職業能力，也稱為綜合職業能力課程。通過學習集成電路制造工藝，半導體工廠設計與管理，集成電路封裝工藝，半導體工藝設備，集成電路的可靠性等相關課程來培養學生的綜合職業能力，從工藝到測試，電路到自動化的職業系統化培養。
關鍵詞：芯片封裝；引線鍵合；小波；焊點定位
中圖分類號：TP391文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.028
1引言
芯片封裝是在引線框架的外接管腳與芯片焊點之間建立可靠的連接，實現芯片的功能[1]。目前常用的芯片封裝技術包括三種方法：引線鍵合、載帶自動焊和倒裝芯片技術[2]。在三種方法中由于引線鍵合技術具有成本低、精度高、可靠性好的優點，因此，90%以上的芯片封裝都采用的是引線鍵合形式。引線鍵合焊點的視覺定位就是首先通過視覺系統獲取芯片和貼片基板的數字圖像，從中提取出芯片和基板的實際中心坐標參數。計算出芯片和基板相對于預定義位置的坐標偏差和角度偏差。通過定位偏差參數實時計算芯片和引線框架焊點的實際坐標位置，實現芯片引線鍵合焊接劈刀定位誤差的在線修正[3]。
芯片的封裝工藝中需要將芯片粘貼在引線框架的貼片基板上，貼片機吸取芯片后將其放在基板上，由于取片和放片時存在誤差，導致芯片在基板上存在位置偏差。這種誤差的出現，在引線鍵合時會導致鍵合劈刀無法準確定位到芯片焊點的焊接位置。這種情況將導致金屬引線的焊球焊接不牢或者定位不準確，導致芯片的可靠性下降甚至失效。為了提高芯片的引線鍵合精度，本文采用構造多尺度小波變換的方法提取芯片和基座的邊緣信息，實時檢測芯片和貼片基板的邊緣；計算芯片和貼片基板邊緣的中心坐標和偏轉角度；為焊點實時定位和焊接劈刀的實時調整定位提供參數。
2基于小波變換的邊緣提取
通過CCD數字相機采集到的芯片圖像經過預處理后，采用基于小波分析的多尺度圖像分析的辦法提取芯片和引線框架的邊緣特征。通常圖像特征局部的不連續稱為“邊緣”。就灰度突變性而言，圖像的邊緣一般分為兩大類，一類是階躍狀邊緣，其特征是邊緣兩邊象素的灰度值有顯著的不同；另一類是屋頂狀邊緣，其特點是它位于灰度值由增加到減小的變化轉折點。在階躍邊緣點，圖像灰度在它兩旁的變化規律是灰度變化曲線的一階導數在該點達到極值，二階導數在該點近旁呈零交叉，即其左右分別為一正一負兩個峰；對于屋頂狀邊緣的邊緣點，其灰度變化曲線的一階導數在該點近旁呈零交叉，二階導數在該點達到極值。
5芯片特征識別與測試
本文在MATLAB軟件平臺上開發芯片引線鍵合焊點的定位檢測程序。首先從數字相機讀取芯片圖片，在采集芯片照片時設置環境光源，使得芯片處于良好的光照環境下。調整數字相機的鏡頭取景范圍，使芯片及其貼片基座盡量處于最大的取景范圍，使芯片圖像有較大的分辨率。采集到數字圖像后，根據數字相機的畸變校正矩陣[9]修正數字圖像誤差；然后通過圖像預處理技術[10]初步消除圖像中的干擾信息；其次采用圖像灰度處理[11]將其轉化為灰度圖像；再采用數字形態學技術消除芯片圖像上的微小孔隙，消除邊緣檢測過程中出現的亢余信息，完成數字圖像預處理過程。
將預處理過的圖像進行多分辨率分析，由邊緣檢測算法得到的邊緣信息保存到鏈表結構中，鏈表的每一行就保存一條邊緣。首先，在鏈表中查找被斷開的邊緣，并將斷開的邊緣重新連接起來，形成完成的邊緣。其次，將拼接起來的邊緣進行平移和旋轉不變性處理，使得圖像特征中的芯片和基板的邊緣特征轉化為具有不變性的封閉曲線。第三，在實時提取到的芯片和基板邊緣曲線進行不變性處理并提取其小波特征后，將模板的小波特征與實時圖像中的邊緣特征參數進行對比，從而在采集到的圖像中識別出芯片和貼片基板的邊緣。最后通過計算邊緣曲線的矩特征參數，計算出芯片和基板對應的偏移參數。
以任意兩幅圖片為例，芯片和貼片基板中心坐標檢測實驗以芯片和基板周邊一定范圍為拍攝區域，如圖1和圖2所示。如前所述，芯片在粘貼在引線框架的貼片基板上時存在貼片誤差，在這兩個隨機選擇的芯片貼片圖像中芯片相對于基板的位置并不固定。這種誤差將導致在引線鍵合時，焊接劈刀無法與芯片和引線框架的焊點精確對準，這種誤差將導致芯片可靠性降低甚至殘片。計算出芯片和貼片基板的位置偏移量之后，可以根據偏移量計算出芯片和引線框架上的焊點位置[12]。此時計算出的焊點坐標是采用像素為單位的坐標參數，通過對數字相機的標定，可以計算出焊點的實際位置參數（單位：mm）。
6結論
芯片粘貼在引線框架后，為解決芯片和基座幾何中心坐標與設備坐標系中理論坐標偏差和軸向偏角實時測量，以及實時修正芯片的鍵合焊點的位置提高引線鍵合質量的問題，文中提出采用基于緊支集雙正交小波的方法實現邊緣提取和邊緣特征識別。通過實驗表明，該算法能快速、準確的將芯片邊緣和貼片基板的邊緣從圖像中識別出來；并根據兩者的中心位置偏差計算出焊點的實際位置，修正參數反饋給鍵合頭驅動系統。這種算法能夠提高引線鍵合工藝中的焊接質量，簡化了特征提取的步驟，縮短了算法的復雜度，提高了算法的精確度。
參考文獻
[1]丁漢， 朱利民， 林忠欽.面向芯片封裝的高加速度運動系統的精確定位和操作[J].自然科學進展， 2003， 13（6）： 568-574.
[2]李可為.集成電路芯片封裝技術[M].北京：電子工業出版社，2007：19.
[3]李君蘭.面向IC封裝的計算機視覺定位系統的研究[D].天津大學T士學位論文，2007.
[4]ALPHA K， 彭嘉雄.小波多尺度方法用于邊緣檢測[J].華中科技大學學報：自然科學版， 2001，29（5）：74-76.
[5]胡敏， 陳強洪.多尺度分析方法中四種典型小波基的選擇與比較[J].微機發展， 2002，12（3）：41-44.
[6]常輝， 胡榮強.基于B樣條小波的圖像邊緣檢測[J].武漢理工大學學報：信息與管理工程版， 2002，24（3）：31-33.
[7]劉曙光， 朱少平.B樣條正交小波的構造[J].紡織高?；A科學學報，2001，14（2）：147-153.
[8]張德干， 高光來.通用雙正交小波構造方法的研究[J].內蒙古大學學報：自然科學版， 1999，30（5）：662-670.
[9]丁婷婷， 方舟， 劉波，等. 基于機器視覺檢測的攝像機快速標定與誤差分析[J]. 制造業自動化， 2015，37（1）：89-91.
[10]李剛， 范瑞霞.一種改進的圖像中值濾波算法[J].北京理工大學學報，2002，22（3）：376-378.
[11]吳冰， 秦志遠.自動確定圖像二值化最佳閾值的新方法[J].測繪學院學報，2001，18（4）：283-286
